高低压配电柜系统自动控制策略研究

中国石油锦西石化分公司 史艳影

高低压配电柜是重要的配电设备，发挥着电能控制、计量、分配等诸多功能。为提高高低压配电柜的运行效率与质量，应采取有效的手段，实现自动控制，促进高低压配电柜的智能化发展。文章主要对高低压配电柜进行了分析，并探讨了高低压配电柜自动控制的必要性及其具体策略，以供借鉴、参考。

随着科学技术的发展，自动控制在各个领域得到了广泛应用。高低压配电柜作为电力供应系统中的重要组成部分之一，也要尽早实现自动控制，以提升运行效率，从而将高低压配电柜的职能更好地发挥出来，保障电力供应质量。

1 高低压配电柜

目前在我国，变电所、供电局等场所，均使用了高压开关柜，经过变压器设备进行相应的降压处理之后，再引出至低压配电柜，然后再引出到各用电的配电盘、开关箱、控制箱，将各种保护器件组装起来，包括电线、仪表、按钮、断路器、开关、指示灯、熔断器等，使其成为一个整体，从而确保配电装置能够切实满足设计功能要求。从电能产生及消耗，整个过程可以分为若干个阶段，包括发电、变电、输电、配电及用电等。高低压配电柜是变电环节的必要设备。高低压配电柜又可以分为高压配电柜、低压配电柜。

1.1 高压配电柜

上世纪60年代左右，我国尚未具备自主研发高压配电柜的条件，当时的高压配电柜主要是对当时苏联的成熟产品进行仿制，这一阶段也被称为初步发展阶段；至上世纪80年代左右，在高压配电柜领域，我国已经经过了20多年的探索与实践，自主研发水平得到了明显的提高，成功研发了多种高压配电柜，但主要是手车式；改革开放至今，伴随着科技的迅速发展，在高压配电柜领域，我国已经取得了多项核心技术，出现了多种高技术含量的产品，占据了相当大的市场份额。在电力系统中，高压配电柜发挥着重要的作用，不仅控制着发电过程，也控制着电能转换、配电、电能输出以及电能衰减等多个过程，可实现对电力系统的控制、通断、保护等多种功能。就目前的电气产品进行调查分析发现，电压等级在3.6～550kV的产品中，核心构件包括高压断路器、高压隔离开关、高压负荷开关分段器、高压自动重合、接地开关、高压操作防爆设施等多个部件。

1.2 低压配电柜

就目前来说，我国常用的低压配电柜主要包括两种。一种是国产低压配电柜，为我国自主研发的产品，通过了国家3C认证。目前国产低压配电柜的种类颇多，比较典型的包括GCD型交流式、GCK低压抽出式等。另一种是进口低压配电柜，为外国研发的产品，比较常见的包括法国施耐德的Prisma、德国西门子的Sivcon等。

2 高低压配电柜自动控制的必要性

对于高低压配电柜来说，目前如何实现其自动控制是一个热点问题。究其原因在于，实现自动控制可得到诸多优势，具体表现在以下几个方面：

（1）有利于提高运行效率。通过实现自动控制，能够促进高低压配电柜运行效率的大幅度提升。与此同时，与高低压配电柜密切相关的各种设备及电力系统，效率也会有所提升，从而可以实现整体效能的提升。

（2）有利于减少人为失误。通过实现自动控制，能够减少以往人工操作可能带来的各种失误，从而有利于减少由于失误而导致的各种故障问题，减少系统失误率，提高系统运行质量。

（3）有利于保障运行稳定。通过实现自动控制，可以确保运行的稳定性。高低压配电柜并非是单一维度的运行，其涉及到多个系统。与高低压配电柜系统存在密切联系的各个系统，一旦在运行过程中出现问题，便可能影响整个体系的正常运行。基于这样的原因，有必要进行优化，确保系统运行的稳定性，而实现高低压配电柜的自动控制便是一个有效的措施。

3 高低压配电柜自动控制的具体策略

3.1 应用PLC技术

可编程逻辑控制器（PLC）是自动化过程中的一项重要技术。与普通工业运行系统相对比来说，电力系统有着很大的不同，其为电磁感应系统，且复杂程度较高、涉及单位相对较广。电力设备运行中，受到配电现场复杂环境的影响，可能会出现电磁互绕的现象，从而影响其正常运行。与此同时，环境湿度与温度异常、电磁干扰、电缆敷设不合理、接地系统不规范等因素，可能会使PLC程序运算错误，造成设备操作也发生错误。面对这样的问题，可以在电力系统中对PLC技术进行有效应用，从而保障系统的长期可靠安全运行。为实现抗干扰能力的加强，也可以采用吸收方法、隔离方法、滤波方法等各种各样的方法。除此之外，为降低PLC受到干扰的几率，可以采取相应的措施，对周边环境进行优化、改善。

3.2 提高CPU软硬件的性能

CPU软硬件对高低压配电柜的效能发挥产生着直接的影响，可以将其作为核心看待。为了实现高低压配电柜的自动控制，应科学设计CPU软硬件，并在设计过程中注意以下几个方面的问题：

（1）设计中，应对兼容性、高效能性两项特点进行兼顾，避免出现不必要的问题，从而将CPU软硬件的作用在最大程度上发挥出来。就目前来说，作为一个CMOS8位微控制器，AT89S52的性能相对较好，且能耗相对较低，其具有8k系统可编程Flash存储器的功能，并能与80C51产品的引脚、指令等实现完美兼容。

（2）高度重视所有程序设计，不仅要保证CPU型号切实符合使用需求，还要确保相关程序完备，从而在最大限度上提升程序运行的准确率，实现高低压配电柜的自动控制，并确保其高效运转。但是，需要高度重视这一点：若是CPU程序与整体运行标准存在冲突或矛盾，则会给高低压配电柜的运行程序造成破坏，进而出现错误运行指令的现象，也会给设备造成不可逆的损坏，带来严重的经济损失。

（3）良好的CPU运行程序与CPU型号，可以保障系统的稳定运行。但是在此基础上，也要采取有效策略，确保CPU运行中能够正确无误。这就需要做好CPU的软硬件设计、选型等工作，从而为高低压配电柜自动控制的实现奠定良好基础。

3.3 合理设计计算机控制系统

为了实现高低压配电柜的自动控制，应对计算机控制系统进行合理设计，保障其符合高低压配电柜自动化控制的要求。可从以下几个方面入手：

（1）对计算机控制系统的性能进行革新。对高低压配电柜进行适当的优化、改进，实现其自动控制，不仅要对CPU进行合理设计，还要营造良好的计算机控制系统，确保高低压配电柜在实现自动控制之后，可以符合实际运行的各种要求。首先，应确保编程语言的合理性、可行性。如果使用的编程语言为VB编程语言，则操作人员仅需利用鼠标的点击，便可以完成电源的断电、通电等工作，为操作人员带来了非常大的便利，同时也有利于提高电源操控的效率与及时性。在遇到紧急事故的时候，能够及时断电，从而减少事故的出现，控制事故所造成的后果。与此同时，可以在界面内来做出控制程序指令，在得到CPU指令后，计算机自动对其进行解码重组处理，然后将指令发布出去，应注意确保指令可以被下级装配识别，从而在最大限度上提高CPU的效能。其次，确定编程语言后，应对计算机控制系统进行持续优化，保障高低压配电柜实现自动控制之后可以得到可靠、稳定运行。这就需要对计算机系统的相关技术进行全面调查分析，准确掌握核心控制点，确保系统可以实现自动化控制。最后，采取有效的措施，实现程序编制可行性的提高，高度匹配系统的运行情况，为其提供良好的运行服务，将计算机控制系统的实效性、可行性等充分凸显出来，并与实际运行情况有机结合起来，不断调整、改进编程语言。

（2）提高计算机控制的编程效率。编程过程是发生着变化的，编写程序不仅要确保科学性，还要具备实效性、可行性，这就提高了对计算机控制程序编制的要求。明确最佳编程语言，提高程序编制效果，实现自动控制预期，在实现高低压配电柜自动控制的基础上体现智能化效果。

3.4 加强维护

为实现高低压配电柜自动控制，除上述措施之外，还要做好设备的维护。导电通路的实现，是建立在线路完好的基础之上。若是线路断裂或者是存在破损，则会使电流断路，并可能引起供电中止。面对这样的情况，应加强对电力系统的日常维护，对电子仪表、线路进行定期检查。在日常维护的过程中，可以通过嗅觉、倾听、观察等途径来对设备的问题进行检查，对直流电源蓄电情况进行检查的时候，可采用红外线探测装置。发现蓄电量不足、潜在故障的时候，应报检、报修。

结语：综上，高低压配电柜是一种配电设备，其主要用于对电能进行计量、分配、控制，同时还发挥着连接线缆的重要作用。实现高低压配电柜的自动控制，有利于提高运行效率、有利于减少人为失误、有利于保障运行稳定。因此，应采取应用PLC技术、提高CPU软硬件的性能、合理设计计算机控制系统、加强维护等措施，来促进高低压配电柜自动控制的实现。